Способ определения положения забоя скважины в магнитных породах Советский патент 1992 года по МПК E21B47/02 

xi ot

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для определения положения забоя скважины (С) в магнитных породах. Цель изобретения - повышение информативности и точности способа. Задаются две опорные плоскости, перпендикулярные одна другой и ориентированные так, что линия пересечения этих плоскостей совпадает с проектной осью С, а вектор напряженности магнитного поля не лежит ни в одной из этих плоскостей, и определяется угловое отклонение вектора остаточной намагниченности в текущей объемной системе координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси С в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях С, если точка измерений лежит на проектной оси С, причем измерения проводятся на поверхности, на образце ориентированного керна, взятого из точки измерений и ориентированного на установочном столе измерительного прибора так, что текущая система координат, условно зафиксированная на образце, совпадает с системой координат прибора. 2 ил. w fe

Изобретение относится к геофизиче ским исследованиям и может быть использовано для определения положения забоя скважин в магнитных породах.

Известен способ определения положе-4 ния забоя скважин, пробуренных в магнитных породах, с помощью механических инклинометров, выполняющих измерения способом последовательных ходов.

Однако согласно этому способу измерения можно пр оизводить только в горизонтальных и слабонаклонных

скважинах. Кроме того, при большой глубине скважины сильно накапливается погрешность измерений.

Известен также способ определения положения забоя скважин в магнитных породах, основанный на постоянстве направления вектора напряженности магнитного поля в любой точке однородно намагниченного массива горных пород, при котором задается опорная плоскость скважины, определяемая проектной осью скважины и направлением вектора напряженности маго

нитного поля в данном массиве, и определяется угловое отклонение этого вектора в текущей плоской прямоугольной системе координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси скважины в точке измерений, а другая лежит в опорной плоскости скважины, если точка измерений лежит на проектной оси скважины. Измерения проводят с помощью скважинного прибора, измерительная плоскость которого должна совпадать с текущей системой координат.

Недостатками этого способа являются малая информативность способа, так как определяется отклонение реальной оси скважины от проектной только в одной плоскости; низкая точность способа, так как при большой глубине скважины невозможно обеспечить точную ориентировку измерительной плоскости прибора в скважине.

Цель изобретения - повышение информативности и точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему задание опорной плоскости скважины и определение вектора напряженности магнитного поля в данном массиве горных пород, задают вторую опорную плоскость, перпендикулярную первой и пересекающуюся с ней по линии проектной оси скважины, опорные плоскости ориентируют относительно вектора напряженности магнитного поля, определяют направление реальной оси скважины в точке измерения, задают текущую объемную прямоугольную систему координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси скважины в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях скважины, определяют направление вектора остаточной намагниченности, измеряют величины проекций вектора остаточной намагниченности на оси координат текущей системы координат и определяют азимутальный и зенитный углы отклонения скважины в текущей точке.

Измерение отклонения скважины в двух опорных плоскостях позволяет повысить информативность способа, а то, что измерения проводятся на поверхности, на образце ориентированного керна, делает результаты измерения независимыми от глубины скважины и позволяет повысить точность измерений,

На фиг. 1 изображены проектная и реальная оси скважины и опорные плоскости скважины; на фиг. 2 - образец ориентированного керна в текущей системе координат и схема определения вектора остаточной намагниченности на оси этой системы.

Способ осуществляют следующим образом.

Для определения положения,забоя горизонтальных скважин, пробуренных из

подземных выработок, задаются две опорные плоскости, линия пересечения которых совпадает с проектной осью скважины, причем одна из них вертикальная, а другая - горизонтальная (фиг, 1). Угловое отклонение

скважины в вертикальной плоскости назовем зенитным отклонением скважины, а угловое отклонение скважины в горизонтальной плоскости - азимутальным отклонением скважины. Для получения базы сравнения берут

образец ориентиррванного керна с проектной оси скважины. Измерение направления вектора остаточной намагниченности производят с помощью астатического магнитометра МАЛ-036. Для этого образец устанавливают на установочном столе магнитометра так, чтобы вертикальная плоскость образца совпадала с вертикальной плоскостью установочного контейнера, ось

образца совпадала с его продольной осью, а центр масс образца лежал на пересечении осей этого контейнера. Измеряют проекции вектора остаточной намагниченности на оси координат - 1ХО, lyo, Izo. За базу сравнения

для определения азимутального отклонения скважины берут угол Оо между проекцией этого вектора Хуо на плоскость ХУ и осью X (фиг. 2). Модуль проекции Ixyo определяют по формуле

5

0

5

0

5

, V | 2, , 2 1хуо Ixo т lyo ,

а угол Оо определяют по формуле

Оо arccos (-) . хуо

За базу сравнения для определения зенитного отклонения скважины берут угол между проекцией вектора остаточной намагниченности Ixzo на плоскость XZ и осью Х(фиг. 2), Модуль проекции lxzo о предел я ют по формуле,

i (оrt f

Ixzo - V xo Ь Izo

а угол /Зо определяют по формуле во arccos (-r) .

Ixzo

Затем выбирают несколько контрольных точек на всем протяжении скважины. В процессе бурения берут образцы ориентированного керна из этих точек и устанавливают в установочном контейнере магнитометра так, как устанавливают базовый образец. Определяют проекции вектора остаточной намагниченности Ixi, lyi, lzi для этих образцов и рассчитывают углы а и /3j по формулам:

сц arccos ()

Д arccos (Јi) ,

где

Ixyi.p7j37; ixzi fifHHf7:

Азимутальное отклонение скважины в i-й контрольной точке вычисляют по формулед01- Оо-а.

Зенитное отклонение скважины в 1-й контрольной точке вычисляют по формуле

Д# .

По полученным результатам определи- ют координаты контрольных точек и строят профиль скважины.

Фор мула изобретения Способ определения положения забоя скважины в магнитных породах, включающий задание опорной плоскости скважины и определение направления вектора напряВекторныеплоскости

женности магнитного поля в данном массиве горных пород, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и точности способа, задают вторую опорную плоскость, перпендикулярную первой и пересекающуюся с ней по линии проектной оси скважины, опорные плоскости ориентируют относительно вектора напряженности магнитного поля, определяют направление реальной оси скважины в точке измерений, задают текущую объемную прямоугольную систему координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси скважины в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях скважины, определяют направление вектора остаточной намагниченности, измеряют величины проекций вектора остаточной намагниченности на оси координат текущей системы координат и определяют азимутальный и зенитный углы отклонения скважины в текущей точке.

Проектная ось скважины

Реальная, ось схбажины

Вектор напряженности магнитного гголя

Фиг.1

фиг. 2